JP6769244B2 - 接合方法 - Google Patents
接合方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6769244B2 JP6769244B2 JP2016215896A JP2016215896A JP6769244B2 JP 6769244 B2 JP6769244 B2 JP 6769244B2 JP 2016215896 A JP2016215896 A JP 2016215896A JP 2016215896 A JP2016215896 A JP 2016215896A JP 6769244 B2 JP6769244 B2 JP 6769244B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal member
- joining
- welding
- auxiliary member
- temporary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 87
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 176
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 176
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 59
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 49
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000005493 welding type Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001315 Tool steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 aluminum Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
また、摩擦攪拌接合で発生するバリを補助部材ごと金属部材から除去することができるため、バリを除去する工程が容易となる。
前記補助部材配置工程の前に、先端側の前記突合せ部に仮接合用回転ツールの攪拌ピンのみを挿入してスポットで摩擦攪拌接合を行う仮接合工程を含むことが好ましい。
前記補助部材配置工程の前に、先端側の前記突合せ部を溶接によるスポットで接合する仮接合工程を含むことが好ましい。また、前記溶接は、MIG溶接、TIG溶接またはレーザー溶接を用いることができる。
本発明の参考例に係る接合方法について、図1〜図10を参照して詳細に説明する。参考例では、断面L字形状の二つの金属板(第一金属部材と第二金属部材)を接合する。参考例に係る接合方法では、突合せ工程と、第一仮接合工程と、第二仮接合工程と、補助部材配置工程と、本接合工程と、除去工程と、を行う。なお、以下の説明における「表面」とは、「裏面」の反対側の面という意味である。
第一金属部材10および第二金属部材20は、アルミニウム合金製の板状部材からなる。第一金属部材10および第二金属部材20の材料は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金等の摩擦攪拌可能な金属から適宜選択される。参考例の第一金属部材10と第二金属部材20とは、同一の断面L字形状の型材を逆向きに配置したものである。
縦板11と横板12との接続部には、図2に示すように、直角に屈曲した角部13が形成されている。角部13の外側の頂部には、円弧状に湾曲した曲面が形成されている。
なお、参考例の第一金属部材10では、縦板11の高さと、横板12の横幅と同じ長さに形成されているが異なる長さに形成してもよい。
なお、第二金属部材20は、第一金属部材10と同様に、縦板11の高さと、横板12の横幅とを異なる長さに形成してもよい。
このとき、第一金属部材10の横板12の裏面12a(図2における横板12の下面)と、第二金属部材20の横板22の裏面22a(図2における横板22の下面)とを面一とする。
また、第一金属部材10の縦板11の先端面11c(図2における縦板11の上端面)と、第二金属部材20の縦板21の先端面21c(図2における縦板21の上端面)とを面一とする。
第一金属部材10の角部13と第二金属部材20の角部23とは、逆向きに湾曲しているため、第一金属部材10の角部13と第二金属部材20の角部23との間には、略V字形状の隙間Sが形成される。
回転ツールFは、例えば工具鋼で形成されている。回転ツールFは、連結部F1と攪拌ピンF2とを備えている。連結部F1は、摩擦攪拌装置の回転軸に連結される部位である。連結部F1は円柱状を呈する。
なお、回転ツールFを左回転させる場合は、螺旋溝を基端から先端に向かうにつれて右回りに形成することが好ましい。
回転ツールFは、先端にスピンドルユニット等の回転駆動手段を備えたアームロボット(図示せず)に取り付けられることが好ましい。これにより、容易にスポット仮付けを行うことができる。
第二仮接合工程では、第一金属部材10および第二金属部材20を上下反転させ回転させ、回転ツールFによって基端側の突合せ部J1にスポット仮付けを行う。第二仮接合工程では、第一仮接合工程と同様に、所定の間隔をあけて攪拌ピンF2のみを基端側の突合せ部J1に浅く押し込んでいくことにより、塑性化領域W0が形成される。
補助部材30は金属製の板状部材である。補助部材30は摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、参考例では、第一金属部材10および第二金属部材20と同じ材料になっている。
補助部材30の板厚は、後記する本接合工程後に、塑性化領域Wが金属不足ならないとともに、基端側の突合せ部J1の隙間Sが金属によって埋まるように適宜設定する。参考例では、補助部材30の板厚は第一金属部材10および第二金属部材20の板厚よりも薄く設定している。
また、第一金属部材10、第二金属部材20および補助部材30を治具(図示せず)によって架台(図示せず)に移動不能に拘束する。なお、参考例では、補助部材30は板状としているが、他の形状であってもよい。
本接合工程では、攪拌ピンF2のみを補助部材30、第一金属部材10および第二金属部材20に接触させ、攪拌ピンF2の基端側は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。
そして、図7に示すように、基端側の突合せ部J1に沿って回転ツールFを移動させる。これにより、基端側の突合せ部J1において、補助部材30、第一金属部材10および第二金属部材20が摩擦攪拌接合される。回転ツールFの移動軌跡には、塑性化領域Wが形成される。
本接合工程後には、図9に示すように、補助部材30は、塑性化領域Wによって第一金属部材10側と第二金属部材20側とに分断される。また、分断された補助部材30,30の端部にはバリV,Vが形成されている。
また、回転ツールFの攪拌ピンF2のみを補助部材30、第一金属部材10および第二金属部材20に接触させた状態で摩擦攪拌接合を行うことにより、摩擦攪拌装置に作用する負荷を軽減することができる。
また、参考例に係る接合方法では、図3、図4および図7に示すように、本接合工程および仮接合工程において、回転ツールFの攪拌ピンF2のみを金属部材に接触させて摩擦攪拌しているため、入熱量を少なくすることができ、第一金属部材10および第二金属部材20の熱歪みを小さくすることができる。
補助部材30は、除去装置等を用いて除去してもよいが、参考例では、手作業で容易に補助部材30を取り除くことができる。
また、参考例に係る接合方法では、図3および図4に示すように、回転ツールFの攪拌ピンF2のみを金属部材に接触させた状態で基端側の突合せ部J1及び基端側の突合せ部J2のスポット仮付けを行うことにより、摩擦攪拌装置に作用する負荷を軽減することができる。また、従来のように突合せ部の全長に対して仮接合を行う場合に比べて工程時間を短くすることができる。
例えば、仮接合用回転ツールまたは本接合用回転ツールに、ショルダ部および攪拌ピンを備えた回転ツールを用いてもよい。また、仮接合工程と、本接合工程とで異なる回転ツールを用いてもよい。
次に、本発明の他の参考例に係る接合方法の補助部材配置工程、本接合工程および除去工程について、図13〜図15を参照して詳細に説明する。
他の参考例に係る接合方法は、図13に示すように、補助部材配置工程において、補助部材30を第一金属部材10および第二金属部材20に配置する割合が参考例と相違する。他の参考例に係る接合方法では、参考例の接合方法と相違する点を中心に説明する。
他の参考例の本接合工程では、右回転させた回転ツールFの攪拌ピンF2のみを補助部材30、第一金属部材10および第二金属部材20に接触させた状態で摩擦攪拌接合を行う。これにより、基端側の突合せ部J1において、補助部材30、第一金属部材10および第二金属部材20が摩擦攪拌接合されて塑性化領域Wが形成される。
回転ツールFの回転速度が遅い場合では、塑性化領域Wの第二金属部材20側に比べて、第一金属部材10側の方が塑性流動材の温度が上昇し易くなるため、第一金属部材10側にバリが多く発生する傾向にある。一方、回転ツールFの回転速度が速い場合には、第一金属部材10側の方が塑性流動材の温度が上昇するものの、回転速度が速い分、第二金属部材20側にバリが発生する傾向にある。
なお、他の参考例では、本接合工程において、第一金属部材10側に補助部材30が残存しないように、第一金属部材10と補助部材30との接触割合が調節されている。
次に、本発明の第三実施形態に係る接合方法の補助部材配置工程、本接合工程および除去工程について、図16〜図18を参照して詳細に説明する。
第三実施形態に係る接合方法では、図16に示すように、補助部材工程において、補助部材30を第一金属部材10のみと面接触する点で参考例と相違する。第三実施形態に係る接合方法では、参考例の接合方法と相違する点を中心に説明する。
回転ツールFの回転速度が遅い場合では、塑性化領域Wの第一金属部材10側に比べて、第二金属部材20側の方が塑性流動材の温度が上昇し易くなるため、第二金属部材20側にバリが多く発生する傾向にある。一方、回転ツールFの回転速度が速い場合には、第二金属部材20側の方が塑性流動材の温度が上昇するものの、回転速度が速い分、第一金属部材10側にバリが発生する傾向にある。
そして、第三実施形態の除去工程では、図18に示すように、補助部材30を第一金属部材10から除去することで、バリVを補助部材30ごと除去することができる。つまり、本実施形態によれば片側のみに残存する補助部材30およびバリVを除去するだけでよい。
例えば、補助部材配置工程において、補助部材30を第二金属部材20のみと面接触するように配置してもよい。この場合には、本接合工程において、補助部材30にバリVが発生するように、各種の接合条件を設定し、除去工程では、補助部材30を第二金属部材20から除去することで、バリVを補助部材30ごと除去することができる。また、第一仮接合工程および第二仮接合工程はいずれも省略してもよい。
11 縦板
12 横板
20 第二金属部材
21 縦板
22 横板
30 補助部材
F 回転ツール
F1 連結部
F2 攪拌ピン
J1 基端側の突合せ部
J2 先端側の突合せ部
S 隙間
V バリ
W 塑性化領域
Claims (9)
- 攪拌ピンを備えた本接合用回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを摩擦攪拌で接合する接合方法であって、
前記第一金属部材および前記第二金属部材は、縦板の一方の側面の基端部から横板が突出した断面L字形状に形成されており、
前記第一金属部材の前記縦板の他方の側面と、前記第二金属部材の前記縦板の他方の側面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
基端側の前記突合せ部に沿って、前記第一金属部材のみまたは前記第二金属部材のみと面接触するように補助部材を配置する補助部材配置工程と、
前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記補助部材、前記第一金属部材および前記第二金属部材に接触させた状態で、基端側の前記突合せ部に沿って前記本接合用回転ツールを移動させて、前記補助部材、前記第一金属部材および前記第二金属部材の摩擦攪拌接合を行う本接合工程と、
バリが形成された前記補助部材を前記第一金属部材または前記第二金属部材から除去する除去工程と、を含むことを特徴とする接合方法。 - 前記補助部材配置工程の前に、基端側の前記突合せ部に仮接合用回転ツールの攪拌ピンのみを挿入してスポットで摩擦攪拌接合を行う仮接合工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の接合方法。
- 前記仮接合用回転ツールおよび前記本接合用回転ツールは同一の回転ツールであることを特徴とする請求項2に記載の接合方法。
- 前記補助部材配置工程の前に、基端側の前記突合せ部を溶接によるスポットで接合する仮接合工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の接合方法。
- 前記溶接は、MIG溶接、TIG溶接またはレーザー溶接であることを特徴とする請求項4に記載の接合方法。
- 前記補助部材配置工程の前に、先端側の前記突合せ部に、仮接合用回転ツールの攪拌ピンのみを挿入してスポットで摩擦攪拌接合を行う仮接合工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の接合方法。
- 前記仮接合用回転ツールおよび前記本接合用回転ツールは同一の回転ツールであることを特徴とする請求項6に記載の接合方法。
- 前記補助部材配置工程の前に、先端側の前記突合せ部を溶接によるスポットで接合する仮接合工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の接合方法。
- 前記溶接は、MIG溶接、TIG溶接またはレーザー溶接であることを特徴とする請求項8に記載の接合方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016215896A JP6769244B2 (ja) | 2016-11-04 | 2016-11-04 | 接合方法 |
PCT/JP2017/038804 WO2018084073A1 (ja) | 2016-11-04 | 2017-10-26 | 接合方法 |
CN201780047780.7A CN109562484B (zh) | 2016-11-04 | 2017-10-26 | 接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016215896A JP6769244B2 (ja) | 2016-11-04 | 2016-11-04 | 接合方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018069325A JP2018069325A (ja) | 2018-05-10 |
JP6769244B2 true JP6769244B2 (ja) | 2020-10-14 |
Family
ID=62113249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016215896A Active JP6769244B2 (ja) | 2016-11-04 | 2016-11-04 | 接合方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6769244B2 (ja) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4732559B2 (ja) * | 2000-01-26 | 2011-07-27 | 昭和電工株式会社 | 接合継手の製造方法 |
JP4294281B2 (ja) * | 2002-08-08 | 2009-07-08 | 住友軽金属工業株式会社 | 2ピースホイールの製造方法 |
JP6052237B2 (ja) * | 2014-05-28 | 2016-12-27 | 日本軽金属株式会社 | 摩擦攪拌接合方法 |
JP6248790B2 (ja) * | 2014-05-08 | 2017-12-20 | 日本軽金属株式会社 | 摩擦攪拌接合方法 |
JP6287751B2 (ja) * | 2014-10-17 | 2018-03-07 | 日本軽金属株式会社 | 摩擦攪拌接合方法 |
JP2016078087A (ja) * | 2014-10-20 | 2016-05-16 | 日本軽金属株式会社 | 接合方法 |
-
2016
- 2016-11-04 JP JP2016215896A patent/JP6769244B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018069325A (ja) | 2018-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6052237B2 (ja) | 摩擦攪拌接合方法 | |
JP6740960B2 (ja) | 接合方法 | |
JP2018187672A (ja) | 接合方法 | |
WO2018216248A1 (ja) | 接合方法 | |
JP2018065164A (ja) | 中空容器の製造方法 | |
JP6794945B2 (ja) | 接合方法 | |
JP6756105B2 (ja) | 接合方法 | |
JP6769244B2 (ja) | 接合方法 | |
JP6740964B2 (ja) | 接合方法 | |
JP6747365B2 (ja) | 接合方法 | |
JP6658469B2 (ja) | 摩擦攪拌接合方法 | |
JP6756253B2 (ja) | 接合方法 | |
JP6777020B2 (ja) | 接合方法 | |
JP2018187671A (ja) | 接合方法 | |
JP6897024B2 (ja) | 接合方法 | |
JP6662210B2 (ja) | 接合方法 | |
JP6699530B2 (ja) | 接合方法 | |
JP6740963B2 (ja) | 接合方法 | |
WO2018025497A1 (ja) | 円筒状部材の製造方法 | |
JP6756252B2 (ja) | 接合方法 | |
JP2019025489A (ja) | 接合方法 | |
JP2018126766A (ja) | 接合方法 | |
JP2018134669A (ja) | 接合方法 | |
JP6750552B2 (ja) | 接合方法 | |
JP6766377B2 (ja) | 接合方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190201 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200107 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200221 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20200602 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200713 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20200713 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20200727 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20200728 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200825 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200907 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6769244 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |